[实用新型]一段式变压吸附膜分离提纯氢气的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及氢气提纯领域，具体是一段式变压吸附膜分离提纯氢气的装置。 

背景技术

变压吸附技术（PSA）与膜分离技术两种方式都能用于裂解气制取氢气。变压吸附技术（PSA）制取99.9%以上高纯度氢气，在小规模一段式变压吸附制氢装置中运用，为提高收率，降低运行成本，采用多次均压，但其氢气收率一般不会超过92%，并且一次性投资也比较大。长期以来，因为变压吸附技术（PSA）的特性，产品氢气收率与产品氢气纯度成反比，造成在高纯度产品氢气要求下，产品氢气收率不高，因此，在现有变压吸附技术（PSA）中制取高纯度氢气过程中造成了巨大的资源浪费。 

在制氢工艺中还采用了膜分离技术，虽然采用膜分离技术可以降低能耗，减少一次性投资，收率也高，但所制取的氢气纯度一般不会超过99.8%，其指标还不能达到高纯度。 

实用新型内容

本实用新型提供了一段式变压吸附膜分离提纯氢气的装置，充分利用了膜分离和变压吸附两种技术的优势，在保证氢气纯度的同时，提高了氢气收率，减少了成本，节约了能源消耗。 

本实用新型为解决技术问题主要通过以下技术方案实现：一段式变压吸附膜分离提纯氢气的装置，包括进气管、至少3个吸附塔、膜组件、缓冲罐、真空泵、出气管以及逆放管，所述进气管、出气管、逆放管分别通过设有气动切断阀的管道与吸附塔连通，所述膜组件、真空泵通过设有气动切断阀的管道与逆放管连通，所述膜组件通过设有气动切断阀的管道与缓冲罐连通，所述缓冲罐通过设有气动切断阀的管道与吸附塔连通，所述吸附塔通过设有气动切断阀的管道还连接有终充管、均压管。 

所述终充管与出气管相连通，且终充管与出气管的连通处设有气动调节阀。 

所述出气管上设有气动调节阀。 

所述吸附塔有4个。 

本实用新型与现有技术相比具有以下优点和有益效果：本实用新型采用将膜分离技术和变压吸附相结合的方式，充分利用了两者的技术优势，在保证氢气纯度的同时，提高了氢气收率，减少了成本，节约了能源消耗。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。 

附图中所对应的附图标记为：1、进气管，2、吸附塔，3、逆放管，4、膜组件，5、缓冲罐，6、真空泵，7、出气管，8、气动调节阀，9、终充管，10、均压管。 

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。 

实施例： 

如图1所示，本实施例包括进气管1、至少3个吸附塔2、膜组件4、缓冲罐5、真空泵6、出气管7以及逆放管3，进气管1、出气管7、逆放管3分别通过设有气动切断阀的管道与吸附塔2连通。

本实施例的膜组件4、真空泵6通过设有气动切断阀的管道与逆放管3连通，膜组件4通过设有气动切断阀的管道与缓冲罐5连通。 

本实施例的缓冲罐5通过设有气动切断阀的管道与吸附塔2连通，吸附塔2通过设有气动切断阀的管道还连接有终充管9、均压管10。 

本实施例的终充管9与出气管7相连通，且终充管9与出气管7的连通处设有气动调节阀8。 

本实施例的出气管7上设有气动调节阀8。 

作为优选，本实施例的吸附塔2有4个。 

本实用新型的工作原理：首先，原料气从进气管1进入，然后进入吸附塔2，吸附塔2吸附其中杂质后，经出气管7将合格产品气送出给用户。吸附塔2在完成吸附过程后，进行再生，具体过程是，先打开均压管10与吸附塔2之间的气动切断阀进行均压降，然后打开逆放管3与吸附塔2之间的气动切断阀实现逆放，在逆放过程中，打开膜组件4与逆放管3以及膜组件4与缓冲罐5之间的气动切断阀，关闭真空泵6与逆放管3之间的气动切断阀，在膜组件4的渗透侧回收逆放气中所含的氢气，并暂存于缓冲罐5中；吸附塔2逆放完成后，关闭膜组件4与逆放管3以及膜组件4与缓冲罐5之间的气动切断阀，打开真空泵6与逆放管3之间的气动切断阀进行抽真空，完成抽真空后，将缓冲罐5中的渗透气回补到已抽成真空的吸附塔2中，完成渗透气的回收；最后吸附塔2再由均压管10实现均压升，由终充管9完成终充，从而完成整个再生过程。 

如上所述，则能很好地实现本实用新型。